一种自补偿差动式扭矩传感器的研究
赵浩
嘉兴学院, 浙江 嘉兴 314001
Study on a Self Compensating Differential Torque Sensor
ZHAO Hao
Jiaxing University, Jiaxing, Zhejiang 314001, China
摘要 设计了一种带补偿绕组的差动式扭矩传感器,将负载扭矩转化成传感器激磁绕组和输出绕组的角位移,励磁绕组建立脉振磁通,输出绕组采用差动方式连接,经过电磁耦合输出绕组会产生相应的感生电动势。根据磁路定理和安培环路定理推导了传感器的输出特性,并针对负载电阻对传感器输出特性造成畸变的原因进行了分析,且提出了相应的解决措施。最后采用扭转试验机对传感器进行了标定,实验结果表明传感器的灵敏度约为4.07mV/(N·m),重复性误差约为3.17％,非线性误差约为2.34％,迟滞误差约为0.55％。
关键词 ：
计量学 ,
扭矩传感器 ,
电磁感应 ,
标定
Abstract ：A new structure differential torque sensor with compensating winding is designed. The method is to convert torsion angle produced by load torque into the angle displacement of sensor excitation winding and output winding, the excitation winding sets up pulsating flux, and the output winding are connected differentially, the output winding produces induction potential which is proportional to the angular displacement through electromagnetic coupling. The output characteristic of sensor is deduced by the magnetic circuit theorem and ampere circuital theorem, and the reasons that sensor output characteristic distortion produced by load resistance are analyzed, and the corresponding method is presented. The sensor is calibrated by torsion testing machine, the experimental results indicated the sensitivity of the sensor is 4.07 mV/(N·m), the repeatability error is about 3.17%, the non-linear error is about 2.34%, and the hysteresis error is about 0.55%.
Key words ：
metrology
torque sensor
electromagnetic induction
calibration
收稿日期: 2014-09-17
发布日期: 2016-05-31
基金资助: 浙江省自然科学基金（LQ14E050007）;嘉兴市科技计划项目（2015AY11018）;嘉兴学院南湖学院重点科研项目（N41472001-4）
通讯作者:
赵浩
E-mail: zhaohao204@163.com
作者简介 : 赵浩（1983-）,男,河北石家庄人,嘉兴学院讲师,硕士,主要从事新结构传感器的研究。zhaohao204@163.com
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2016, Vol. 37 
